CN204915337U - 车用超级电容及电池混合储能装置 - Google Patents

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王敏
阮殿波
傅冠生
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Abstract

本实用新型涉及一种车用超级电容及电池混合储能装置。解决了现有技术的不足，技术方案为：车用超级电容及电池混合储能装置与电动车辆的车辆控制***和主驱动器相适配，包括超级电容组、动力电池组、超级电容管理控制单元、电池管理控制单元、DC/DC电路和备用电池控制设备，车辆控制***的输出端通过超级电容管理控制单元与超级电容组电连接，车辆控制***的输出端通过电池管理控制单元与动力电池组电连接，超级电容组通过DC/DC电路与主驱动器的输入端连接，动力电池组通过备用电池控制设备与主驱动器的输入端连接，主驱动器的控制端还与车辆控制***电连接，主驱动器的输出端与驱动电机电连接，驱动电机通过减速箱与车轮连接。

Description

车用超级电容及电池混合储能装置
技术领域
本实用新型是一种电动车辆储能电源，特别是涉及一种车用超级电容及电池混合储能装置。
背景技术
常见的电动车辆(如电车、地铁电动车辆等)所用电能来自架空接触网或第三轨，并经不同形式的受流器导入车内，然后经转换最后送到牵引电动机以驱动车辆。但是现有电池作为动力能源的车辆有城市架空网视觉污染、使用寿命较短，生命周期内环境有污染，存在维护困难的缺点。同时，这种常用的电动车辆能量利用率较差。
中国专利公开号：CN201320418620.8，公开日：2014年1月1日，公开了一种电动汽车电源管理***。本实用新型的技术方案要点为：一种电动汽车电源管理***，主要由车载电源模块、电源更换站点模块和总控中心模块构成，所述的车载电源模块与电源更换站点模块通过CAN总线连接，所述的电源更换站点模块与总控中心模块通过以太网建立通信。本实用新型能够满足电动汽车电源用电量及电源使用程度便于查询和管理的要求。但是现有电池作为动力能源的车辆有城市架空网视觉污染、使用寿命较短，生命周期内环境有污染，存在维护困难的缺点。同时，这种常用的电动车辆能量利用率较差。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决目前的技术方案中存在现有电池作为动力能源的车辆有城市架空网视觉污染、使用寿命较短，生命周期内环境有污染，存在维护困难的缺点，这种常用的电动车辆存在能量利用率较差的问题，提供一种车用超级电容及电池混合储能装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种车用超级电容及电池混合储能装置，适用于电动车辆，车用超级电容及电池混合储能装置与电动车辆的车辆控制***和主驱动器相适配，包括超级电容组、动力电池组、超级电容管理控制单元、电池管理控制单元、DC/DC电路和备用电池控制设备，所述车辆控制***的输出端通过超级电容管理控制单元与超级电容组电连接，所述车辆控制***的输出端通过电池管理控制单元与动力电池组电连接，超级电容组通过DC/DC电路与所述主驱动器的输入端连接，动力电池组通过备用电池控制设备与所述主驱动器的输入端连接，所述主驱动器的控制端还与所述的车辆控制***电连接，所述主驱动器的输出端与驱动电机电连接，所述驱动电机通过减速箱与车轮连接。本实用新型公开了一种由超级电容器和动力电池混合作为车辆动力能源的储能电源，供车辆的动力以及辅助能源，其可以用在无轨电车、有轨电车等领域。储能电源是由动力电池与超级电容组成的混合电池组,它包括DC/DC电路、由多个动力电池组成的动力电池组、由多个超级电容组成的超级电容组和输出开关,信号采集和管理电路。储能电源包含动力电池与超级电容混合储能管理***，包括电池管理子***、超级电容管理子***。电池管理子***负责***中单体电池的状态信号采集、SOC估算和均衡、数据处理和传输。超级电容管理子***由超级电容管理子单元组成，负责***中超级电容器的状态信号采集、均衡、数据传输等。管理***能够提高动力电池和超级电容器的寿命。本实用新型能够获取以下优点：1、超级电容单体属性：容量≥9500F，额定电压≥2.7V。2、超级电容的大功率特性使得车辆中间站充电时间＜30s，车辆首尾站充电时间不超过10min。3、超级电容作为车辆驱动能源的应用使得车辆制动能量回收较高(＞70％)。4、管理***采用主动均衡的电容器管理***，损耗小、平衡精度高，提高***的可靠性并延长寿命。5、管理***具有远程数据通讯能力。远程监控***通过数据广域网或数据专网和一条或多条运营线路上的控制***进行通讯，收集、整理、分析、显示和保存各车辆储能***的运行数据，能远程设置和控制各储能***，对储能***的非正常事件及时反映，有各储能***的操作和维修数据库。6、动力蓄电池的作用使得车辆一次充电行驶里程大大增加(＞10km)。
作为优选，超级电容组由若干个超级电容构成，所述动力电池组有若干个动力电池构成。
作为优选，超级电容管理控制单元和电池管理控制单元均配设有远程数据通讯装置。
本实用新型的实质性效果是：1、超级电容单体属性：容量≥9500F，额定电压≥2.7V。2、超级电容的大功率特性使得车辆中间站充电时间＜30s，车辆首尾站充电时间不超过10min。3、超级电容作为车辆驱动能源的应用使得车辆制动能量回收较高(＞70％)。4、管理***采用主动均衡的电容器管理***，损耗小、平衡精度高，提高***的可靠性并延长寿命。5、管理***具有远程数据通讯能力。远程监控***通过数据广域网或数据专网和一条或多条运营线路上的控制***进行通讯，收集、整理、分析、显示和保存各车辆储能***的运行数据，能远程设置和控制各储能***，对储能***的非正常事件及时反映，有各储能***的操作和维修数据库。6、动力蓄电池的作用使得车辆一次充电行驶里程大大增加(＞10km)。
附图说明
图1为本实用新型的一种电路框架示意图。
图中：1、车辆控制***，2、主驱动器，3、驱动电机，4、减速箱，5、备用电池控制设备，6、DC/DC电路，7、超级电容管理控制单元，8、电池管理控制单元，9、超级电容组，10、动力电池组。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。
实施例：
一种车用超级电容及电池混合储能装置(参见附图1)，适用于电动车辆，特别是有轨电车和无轨电车等车辆，车用超级电容及电池混合储能装置与电动车辆的车辆控制***1和主驱动器2相适配，包括超级电容组9、动力电池组10、在附图1中标示为CMS的超级电容管理控制单元7、在附图1中标示为BMS的电池管理控制单元8、在附图1中标示为DC/DC电路的DC/DC电路6和备用电池控制设备5，所述车辆控制***的输出端通过超级电容管理控制单元与超级电容组电连接，所述车辆控制***的输出端通过电池管理控制单元与动力电池组电连接，超级电容组通过DC/DC电路与所述主驱动器的输入端连接，动力电池组通过备用电池控制设备与所述主驱动器的输入端连接，所述主驱动器的控制端还与所述的车辆控制***电连接，所述主驱动器的输出端与驱动电机3电连接，所述驱动电机通过减速箱4与车轮连接。超级电容组由若干个超级电容构成，所述动力电池组有若干个动力电池构成。超级电容管理控制单元和电池管理控制单元均配设有远程数据通讯装置。
本实用新型公开了一种由超级电容器和动力电池混合作为车辆动力能源的储能电源，供车辆的动力以及辅助能源，其可以用在无轨电车、有轨电车等领域。储能电源是由动力电池与超级电容组成的混合电池组,它包括DC/DC电路、由多个动力电池组成的动力电池组、由多个超级电容组成的超级电容组和输出开关,信号采集和管理电路。储能电源包含动力电池与超级电容混合储能管理***，包括电池管理子***、超级电容管理子***。电池管理子***负责***中单体电池的状态信号采集、SOC估算和均衡、数据处理和传输。超级电容管理子***由超级电容管理子单元组成，负责***中超级电容器的状态信号采集、均衡、数据传输等。管理***能够提高动力电池和超级电容器的寿命。本实用新型能够获取以下优点：1、超级电容单体属性：容量≥9500F，额定电压≥2.7V。2、超级电容的大功率特性使得车辆中间站充电时间＜30s，车辆首尾站充电时间不超过10min。3、超级电容作为车辆驱动能源的应用使得车辆制动能量回收较高(＞70％)。4、管理***采用主动均衡的电容器管理***，损耗小、平衡精度高，提高***的可靠性并延长寿命。5、管理***具有远程数据通讯能力。远程监控***通过数据广域网或数据专网和一条或多条运营线路上的控制***进行通讯，收集、整理、分析、显示和保存各车辆储能***的运行数据，能远程设置和控制各储能***，对储能***的非正常事件及时反映，有各储能***的操作和维修数据库。6、动力蓄电池的作用使得车辆一次充电行驶里程大大增加(＞10km)。
以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (3)

1.一种车用超级电容及电池混合储能装置，适用于电动车辆，其特征在于：车用超级电容及电池混合储能装置与电动车辆的车辆控制***和主驱动器相适配，包括超级电容组、动力电池组、超级电容管理控制单元、电池管理控制单元、DC/DC电路和备用电池控制设备，所述车辆控制***的输出端通过超级电容管理控制单元与超级电容组电连接，所述车辆控制***的输出端通过电池管理控制单元与动力电池组电连接，超级电容组通过DC/DC电路与所述主驱动器的输入端连接，动力电池组通过备用电池控制设备与所述主驱动器的输入端连接，所述主驱动器的控制端还与所述的车辆控制***电连接，所述主驱动器的输出端与驱动电机电连接，所述驱动电机通过减速箱与车轮连接。
2.根据权利要求1所述的车用超级电容及电池混合储能装置，其特征在于：超级电容组由若干个超级电容构成，所述动力电池组有若干个动力电池构成。
3.根据权利要求1或2所述的车用超级电容及电池混合储能装置，其特征在于：超级电容管理控制单元和电池管理控制单元均配设有远程数据通讯装置。
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